VCE 物理「干货精选」5分钟弄懂电磁难点!

2017年07月03日 墨尔本生活资讯


还有不到5个月就要vce了。可还有众多学生吐槽物理实在理解不能。

VCE物理重要的板块总共分为几大类:

“Force&Motion (力与运动)”

“Electricity&Magnetism"(电与磁)”

“Special relativity(狭义相对论)”

“Wave(波)”

“light and matter(光与物质)”

对于学生们的疑问,iSee 的物理老师们在这针对VCE 带你们一起看看究竟如何快速搞懂电与磁,结合例题教你们如何备考。

五分钟物理 之 电与磁篇

Lenz's Law

电与磁板块当中,有过少许物理底子的学生们应该发现欧姆定律和电场的概念并不难。但是,磁生电的概念却难以让人消化。其中每年必考简答题,莫过于用Lenz's Law (楞次定律来解释电流方向。

要理解这个概念,首先要搞懂 一个抽象的名词 Magnetic Flux-φ

1,Calculate Flux(φ)

φ=ΒΑ

Flux 的定义其实很简单,就是一个线圈面积(A)乘上垂直于这个面积的磁场(B)


因为面积没有方向,所以Flux (φ)磁场(B)相同

考点1: 题目一般会直接给出垂直的B和A,万一不垂直,则通过角度算出垂直的部分(分解磁场分解面积都可以)。

2,Change of Flux(Δφ)

想要发电 唯一的方法就是改变Flux(Δφ)

上面说了φ=ΒΑ, 所以只能通过改变磁场[magnetic field](B或者改变面积[Area](A)来发电。


考点2理解Δφ=φf-φi(final φ减去 inital φ),如果finalφ 和 inital φ 没有变化,则不会有电流产生。 


易考题型

1, B固定,改变A大小。

2, A固定,改变B大小。(D)

3, A固定,B固定,但面积还在动。

4, B固定,A改变角度(Motor--发电机原理)。

3,Apply lenz's law

搞懂了上述概念(φΔφ)。Lenz's law 其实非常简单:

线圈会产出一个跟Δφ相反方向的φ',从而因为这个φ' 有了对应方向的电流 ” 


Recall: 学过的两个 right hand rule 的其中一个 (Grip Rule)


考点3: 判断出inital flux(φi),final flux(φf)的大小以及方向。从而推断 change of flux(Δφ=φf-φi) 方向, 然后用Grip rule 推断电流方向。


举个例子:

Q:The north pole of a magnet moving toward the coil into the page. Explain what direction will the induced current flow? 


A: 

1,As the magnet moves toward the coil, Flux into the page increase

解释:磁铁越来越靠近线圈,所以对于线圈来说磁场(B)越来越大,所以φ也越来越大。)


2,So change of Flux(Δφ)is into the page. In order to oppose the change,the induced magnetic field would act outward

解释:Δφ=φf-φi,into the page final fluxinitial flux 要大,自然而然Δφ就into the page 了,Δφ 是into the page的,所以 φ'就要 out of the page


3,  The induced current direction will be anti-clockwise

解释:如下图所示,在这题拇指就指向anti-clockwise)

必考题万能答题句式:

1, (Condition)flux to the (Direction) increase/decrease

2, Change of flux is to the (Direction)

3, Αccording to Lenz's Law. in order to oppose the change. The induced magnetic field would be (Direction)

4,The the induced current direction will be (Current direction)


Note: 

Condition:看题目如何描述flux 是如何改变的。

Direction:Right/Left/Up/Down/into the page/out of the page.

Current direction:一般是 Clockwise/anti-clockwise 不过也有根据题目回答字母的情况。


Tips:

1,就算是磁场不变,改变面积,φfinal 和φinital 一样会有不同。

2,有φ不代表有Δφ。

又一道题被iSee 压中了,感觉试都不用考了。

这么简单,我要做十道。


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